JP3078464B2 - 内歯車付きフランジ及びそのフランジを備えた感光体装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内歯車部における幅方
向の一端縁部にディスク面が形成された内歯車付きフラ
ンジ、及び内歯車付きフランジを感光体ドラムに嵌合し
た例えば複写機用感光体、プリンタ用感光体又はその他
の画像形成装置に供される感光体等の感光体装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の感光体装置には、例えば、実開昭
６１−１５５８６３号公報に開示されたものがある。こ
の感光体装置は、図７及び図８に示すように、感光体ド
ラム１００の両端部近傍に感光体ドラム１００を支持す
る複数のコロ１０１…を設け、感光体ドラム１００の内
周面に設けられたフランジ１０２の内歯車部１０３に歯
合するギヤ１０４によって感光体ドラム１００を駆動す
るものである。

【０００３】また、例えば、特開昭５８−１２０２６５
号公報には、図９に示すように、感光体ドラム２００の
全長の中央部近傍の内側に取り付けたフランジ２０１の
内歯車部２０２と、感光体ドラム２００の内部に設けた
モータ２０３のギヤ２０４とを噛み合わせる構成とした
感光体装置が開示されている。

【０００４】しかしながら、これらの感光体装置では、
感光体ドラムの軸に垂直な一側面が開口となる等の欠点
がある。

【０００５】そこで、この欠点に対処すべくフランジに
感光体ドラムの軸に垂直な面を閉側面に形成したものが
ある。

【０００６】この種の感光体装置には、例えば、図１０
に示すように、感光体ドラム３００の端部に、内歯車部
３０１を有するフランジ３０２を嵌合して設け、駆動用
小歯車３０３を含む駆動系にて感光体ドラム３００を回
転させるものがある。このフランジ３０２には、内歯車
部３０１を支持すべく感光体ドラム３００の軸に垂直な
面にて形成される内歯車支持部３０４と、内歯車支持部
３０４の中心位置に形成される回転軸受部３０５とが形
成されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の感光体ドラム３００の軸に垂直な面にて形成される
内歯車支持部３０４を有する感光体装置では、フランジ
の製造における冷却過程において、本発明の説明図であ
る図５に示すように、内歯車部３１の歯すじ部、つまり
寸法Ｂが寸法Ａに比べて大きいので、寸法Ｂの部分にて
収縮が遅延する。

【０００８】すなわち、一般的に、図１１（ａ）に示す
ように、平板４０１の中央に厚肉の垂下部４０２を射出
成形にて形成する場合には、厚肉の垂下部４０２の乾燥
が遅延するので、図１１（ｂ）に示すように、垂下部４
０２が収縮して矢印方向に湾曲する。

【０００９】したがって、上記の感光体装置では、図１
２に示すように、内歯車支持部３０４に垂直であるべき
内歯車部３０１の自由端がフランジ３０２の中心方向に
撓むという問題点を有している。この撓み量は最大約５
０〜８０μｍ程度となる。

【００１０】この結果、内歯車部３０１の精度が低下
し、本来目的としていた１ピッチの噛み合い誤差２０μ
ｍ、全ピッチの噛み合い誤差６０μｍを満たすことが困
難となる。特に、内歯車部３０１では、一般の平歯車と
異なり、噛み合い誤差がバックラッシュを超えると非駆
動面の干渉となって不具合が生ずる傾向が大きい。

【００１１】また、この問題を解決するために、図５に
示す寸法Ａを大きくすることは、歯車及びフランジの円
周方向の精度の向上、及び収縮巣の発生等の観点から不
可能である。

【００１２】本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされ
たものであって、その目的は、内歯車部における幅方向
の一端縁部にディスク面が形成された内歯車における内
歯車部の撓みを極力防止し、内歯車部の歯車の噛み合い
精度を維持し得る内歯車及びその内歯車を備えた感光体
装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明の内
歯車付きフランジは、上記課題を解決するために、内歯
車部における幅方向の一端縁部にディスク面が形成され
た内歯車付きフランジにおいて、上記ディスク面の外周
近傍には、内歯車部における自由端の軸方向への撓みを
防止するための補強部材が、内歯車部の形成方向とは反
対側に筒状に突出しかつ突出先端が内歯車部における平
均肉厚よりも薄く形成されていることを特徴としてい
る。

【００１４】請求項２記載の発明の感光体装置は、上記
課題を解決するために、内歯車部における幅方向の一端
縁部にディスク面が形成され、かつこのディスク面の外
周近傍に内歯車部における自由端の軸方向への撓みを防
止するための補強部材を内歯車部の形成方向とは反対側
に筒状に突出して形成しかつ補強部材の突出先端を内歯
車部における平均肉厚よりも薄く形成した内歯車付きフ
ランジが、感光体ドラムの端部に嵌合されていることを
特徴としている。

【００１５】請求項３記載の発明の感光体装置は、上記
課題を解決するために、請求項２記載の発明の感光体装
置において、上記補強部材は、内歯車部の外周面よりも
小径に形成されていることを特徴としている。

【００１６】

【作用】請求項１の構成によれば、内歯車におけるディ
スク面の外周近傍には、内歯車部における自由端の軸方
向への撓みを防止するための補強部材が、内歯車部の形
成方向とは反対側に筒状に突出しかつ突出先端が内歯車
部における平均肉厚よりも薄く形成されている。

【００１７】このため、内歯車の硬化に際して、内歯車
部の平均肉厚よりも薄く形成されている補強部材の突出
先端が先に硬化する。そして、この硬化後の補強部材の
支持力とディスク面に対する内歯車部側の収縮力とを釣
り合わせることにより、内歯車部をディスク面に対して
ほぼ垂直に維持することができる。

【００１８】また、補強部材は、ディスク面における内
歯車部の形成方向とは反対側に筒状に突出し、かつ外周
近傍に形成されているので、上記の釣り合わせ効果が大
きい。

【００１９】したがって、内歯車部における幅方向の一
端縁部にディスク面が形成された内歯車における内歯車
部の撓みを極力防止し、内歯車部の歯車の噛み合い精度
を維持することができる。

【００２０】請求項２の構成によれば、感光体装置に
は、請求項１記載の内歯車が感光体ドラムの端部に嵌合
されている。

【００２１】このため、感光体ドラムに回転ムラ、ガ
タ、ロック又は負荷の増大等を招来することを防止する
ことができる。

【００２２】請求項３の構成によれば、筒状の補強部材
は、内歯車部の外周面よりも小径に形成されているの
で、内歯車を感光体ドラムに嵌合させるときに、内歯車
部の外周面のみを感光体ドラムの内周面に当接させるこ
とが可能となる。

【００２３】したがって、感光体ドラムの内周面におけ
る嵌合部分の仕上げ加工幅を少なくすることができ、こ
れによって工数の低減及びコストの低減を図ることがで
きる。

【００２４】

【実施例】本発明の一実施例について図１ないし図６に
基づいて説明すれば、以下の通りである。

【００２５】本実施例の感光体装置が備えられた複写機
１は、図２に示すように、上面部に硬質の透明ガラスか
らなる原稿載置台２を有し、この原稿載置台２の下方に
スキャナ３を有している。また、スキャナ３の下方に
は、感光体ドラム１４を中心とする画像形成部１３が設
けられている。

【００２６】スキャナ３は、ランプユニット４、自動露
光用センサ５、ミラー６〜１１、レンズユニット１２か
らなる。このスキャナ３では、原稿載置台２上に載置さ
れた原稿にランプユニット４から光が照射され、原稿か
らの反射光がミラー６〜１１及びレンズユニット１２に
より、回転する感光体ドラム１４に露光される。

【００２７】感光体ドラム１４の周りには、帯電器１
５、現像槽１６、転写前帯電器１７、転写チャージャ１
８、剥離チャージャ１９、クリーニングユニット２０、
除電ランプ２１及び図示しないブランクランプ等が設け
られている。感光体ドラム１４は、上記露光に先立って
帯電器１５からのコロナ放電により均一に帯電される。

【００２８】また、用紙サイズに応じてブランクランプ
から光が照射され、非画像領域の電荷がクリアーされ、
上記露光により静電潜像が形成される。

【００２９】現像槽１６では、トナーホッパー２２から
供給されトナー濃度センサ２３にて所定濃度に調整され
たトナーが攪拌ローラ２４によって攪拌され、所定の帯
電量に帯電されている。そして、感光体ドラム１４の回
転によって静電潜像がトナーにて現像される。

【００３０】現像された感光体ドラム１４のトナーは、
転写前帯電器１７及び転写チャージャ１８により図示し
ない給紙系から搬送された用紙に転写され可視化され
る。この転写後の用紙と感光体ドラム１４との間には吸
引力が働いている。そこで、剥離チャージャ１９は、用
紙にＡＣコロナを印加して用紙の電位を感光体ドラム１
４の表面と同電位に低下させることにより上記吸引力を
消去させ、用紙をその剛性により及び図示しない剥離爪
により感光体ドラム１４表面から剥離せさる。

【００３１】次いで、剥離された用紙は、搬送ユニット
２５を経て定着ユニット２６へと送られ、用紙上にトナ
ー像が定着及び固定される。

【００３２】一方、上記転写後に、感光体ドラム１４の
表面に残留しているトナーは、クリーニングユニット２
０により掻き落とされて回収され、これによって、転写
工程を経た感光体ドラム１４の表面が清浄化される。ま
た、感光体ドラム１４の残留電位は、除電ランプ２１か
らの光照射にて光導電体層の電気抵抗を低下させること
により除去される。

【００３３】また、上記の画像形成のための各手段は、
制御ユニット２７によって制御されている。

【００３４】ところで、上記感光体ドラム１４の後方端
には、図３に示すように、内歯車としての内歯車付きド
ラムフランジ（以下、単に「フランジ」と称する）３０
が感光体ドラム１４に圧入接着により嵌合して設けられ
ており、駆動系４０にてフランジ３０を介して感光体ド
ラム１４が回転駆動されるようになっている。そして、
これら感光体ドラム１４とフランジ３０と駆動系４０と
によって感光体装置が構成されている。

【００３５】上記の駆動系４０は、フランジ３０の内歯
車部３１に歯合する駆動用小歯車４１と、この駆動用小
歯車４１に連結される駆動伝達用ギヤシステム４２と、
駆動用モータ４３とから構成されている。

【００３６】一方、フランジ３０は、図４に示すよう
に、内歯車部３１と、この内歯車部３１を支持すべく感
光体ドラム１４の軸に垂直な面にて形成されるディスク
面としての内歯車支持部３２と、内歯車支持部３２の中
心位置に形成される回転軸受部３３とを有している。

【００３７】上記の内歯車部３１及び回転軸受部３３
は、いずれも内歯車支持部３２よりも軸方向の外側に突
出して形成されている。

【００３８】上記の内歯車部３１は、例えば、モジュー
ル１ｍｍ、歯幅１０ｍｍ及び歯数７３にて形成されてお
り、図５に示すように、寸法Ａ＝１．４５ｍｍ、寸法Ｂ
＝３．７ｍｍ、寸法Ｃ＝２．２５ｍｍ及び平均肉厚２ｍ
ｍとなっている。なお、一般的に、平歯車又は内歯車を
問わず、事務機器等の分野で最も多用されているモジュ
ール１ｍｍの樹脂製歯車の場合、寸法Ａは平均肉厚の約
７５％程度にするのが強度面及び精度面から最もバラン
スのとれた条件とされており、本実施例でもこれに準じ
ている。

【００３９】また、上記の回転軸受部３３には、図４に
示すように、感光体ドラム１４の回転軸３４が設けられ
ている。この回転軸３４は、フランジ３０の軸方向の外
側に設けられ、かつ複写機本体に固定されるドラム回転
軸支持部材３５に固定されている。

【００４０】さらに、本実施例のフランジ３０の内歯車
支持部３２には、図１にも示すように、感光体ドラム１
４の軸に向かう方向への内歯車部３１の撓みを防止する
ための補強部材５０が内歯車部３１の形成方向とは反対
側に突出して形成されている。この補強部材５０は、内
歯車部３１の外周形状にほぼ沿って、この内歯車部３１
の近傍に円筒状に形成されている。

【００４１】上記の構成により、フランジ３０の製造に
おける冷却過程において、内歯車支持部３２に垂直であ
るべき内歯車部３１の自由端がフランジ３０の中心方向
に撓むという現象を防止することができる。

【００４２】すなわち、図６に示すように、本実施例で
は、フランジ３０の内歯車支持部３２に、補強部材５０
が内歯車部３１の形成方向とは反対側に突出して一体的
に形成されている。なお、この補強部材５０を別体で構
成することには意味がない。

【００４３】この補強部材５０を形成したことにより、
フランジ３０の外周部は断面略Ｔ字状となり、必然的に
冷却効率の悪い厚肉部Ｐが形成されることになる。この
厚肉部Ｐでは、他の部分に比べて冷却が遅延することか
ら、破線で示すように収縮巣が発生し、このとき、収縮
巣の近傍で同図に示す内部応力Ｆ１・Ｆ２が発生する。

【００４４】ここで、内部応力Ｆ１の発生するフランジ
３０の内歯車部３１側では、内歯車部３１による厚肉形
成により冷却が遅延し、内部応力Ｆ１とは反対方向に引
っ張り力を与える。

【００４５】一方、内部応力Ｆ２の発生するフランジ３
０の内歯車部３１とは反対側では、補強部材５０が無い
場合には、上記内歯車部３１の厚肉形成に相当するもの
がないので、内部応力Ｆ２に対向する力が作用しない。
したがって、系全体を考えると、内歯車部３１の収縮力
が残り、その結果、内歯車部３１は、フランジ３０の中
心方向へ撓む。

【００４６】しかし、本実施例では、補強部材５０が存
在するために、また、この補強部材５０の突出先端が内
歯車部３１の平均肉厚よりも薄く形成されているため
に、補強部材の突出先端が先に硬化する。そして、この
硬化後の補強部材５０の支持力と内歯車支持部３２に対
する内歯車部３１側の収縮力とを釣り合わせることによ
り、内歯車部３１を内歯車支持部３２に対してほぼ垂直
に維持することができる。すなわち、内歯車部３１にお
けるフランジ３０の中心方向への撓みを防止することが
できる。

【００４７】また、上述のことから理解できるように、
補強部材５０はフランジ３０の外周近傍に形成すること
により、撓み防止効果が大きい。さらに、補強部材５０
は、冷却が早期に終了して硬化遅延を生じないようにす
るために、自由端をより薄肉に形成し、さらに最先端部
が内歯車部３１の平均肉厚以下となるようにするのが好
ましい。

【００４８】また、本実施例では、フランジ３０の外周
面３０ａと補強部材５０の外周面５０ａとの間に段差５
１を形成している。この理由は、フランジ３０の外周面
３０ａは、感光体ドラム１４との圧入接着代となるた
め、この外周面３０ａと補強部材５０の外周面５０ａと
を同一面上に一致させると圧入接着代が大きくなりすぎ
て好ましくないためである。すなわち、感光体ドラム１
４の圧入接着代は、感光体ドラム１４の筒を形成した後
に、フランジ３０を嵌合するための感光体ドラム１４に
おける内側端部を仕上げ加工して形成される。したがっ
て、この仕上げ加工幅つまり圧入接着代は、できるだけ
短い方が加工が容易である。

【００４９】上記の構成を有する感光体装置によって、
駆動用モータ４３が駆動されると、駆動伝達用ギヤシス
テム４２及び駆動用小歯車４１を介してフランジ３０の
内歯車部３１にその駆動力が伝達され、これによって、
感光体ドラム１４が回転軸３４を軸として回転する。こ
のとき、内歯車部３１は、内歯車支持部３２と垂直にな
っているので、駆動用小歯車４１との回転が滑らかであ
る。

【００５０】このように、本実施例のフランジ３０にお
ける内歯車支持部３２の外周近傍には、内歯車部３１に
おける自由端の軸方向への撓みを防止するための補強部
材５０が、内歯車部３１の形成方向とは反対側に筒状に
突出しかつ突出先端が内歯車部３１における平均肉厚よ
りも薄く形成されている。

【００５１】このため、フランジ３０の硬化に際して、
内歯車部３１の平均肉厚よりも薄く形成されている補強
部材５０の突出先端が先に硬化する。そして、この硬化
後の補強部材５０の支持力と内歯車支持部３２に対する
内歯車部３１側の収縮力とを釣り合わせることにより、
内歯車部３１を内歯車支持部３２に対してほぼ垂直に維
持することができる。

【００５２】また、補強部材５０は、内歯車支持部３２
における内歯車部３１の形成方向とは反対側に筒状に突
出し、かつ外周近傍に形成されているので、上記の釣り
合わせ効果が大きい。

【００５３】したがって、内歯車部３１における幅方向
の一端縁部に内歯車支持部３２が形成されたフランジ３
０における内歯車部３１の撓みを極力防止し、内歯車部
３１の歯車の噛み合い精度を維持することができる。

【００５４】また、本実施例の感光体装置には、上記の
フランジ３０が感光体ドラム１４の端部に嵌合されてい
る。

【００５５】このため、感光体ドラム１４に回転ムラ、
ガタ、ロック又は負荷の増大等を招来することを防止す
ることができる。

【００５６】また、筒状の補強部材５０は、内歯車部３
１の外周面よりも小径に形成されているので、フランジ
３０を感光体ドラム１４に嵌合させるときに、内歯車部
３１の外周面のみを感光体ドラム１４の内周面に当接さ
せることが可能となる。

【００５７】したがって、感光体ドラム１４の内周面に
おける嵌合部分の仕上げ加工幅を少なくすることがで
き、これによって工数の低減及びコストの低減を図るこ
とができる。

【００５８】なお、上記の効果について、調査したとこ
ろ、補強部材５０が無い場合には、前述したように、内
歯車部３１の先端の撓みは５０〜８０μｍであったのに
対して、補強部材５０を設けた場合には、内歯車部３１
の先端の撓みは−１０〜２０μｍとなり、内歯車部３１
と駆動用小歯車４１との回転時の歯合も良好であった。

【００５９】

【発明の効果】請求項１の発明の内歯車付きフランジ
は、以上のように、ディスク面の外周近傍には、内歯車
部における自由端の軸方向への撓みを防止するための補
強部材が、内歯車部の形成方向とは反対側に筒状に突出
しかつ突出先端が内歯車部における平均肉厚よりも薄く
形成されている構成である。

【００６０】これにより、内歯車の硬化に際して、内歯
車部の平均肉厚よりも薄く形成されている補強部材の突
出先端が先に硬化する。そして、この硬化後の補強部材
の支持力とディスク面に対する内歯車部側の収縮力とを
釣り合わせることにより、内歯車部をディスク面に対し
てほぼ垂直に維持することができる。

【００６１】また、補強部材は、ディスク面における内
歯車部の形成方向とは反対側に筒状に突出し、かつ外周
近傍に形成されているので、上記の釣り合わせ効果が大
きい。

【００６２】したがって、内歯車部における幅方向の一
端縁部にディスク面が形成された内歯車における内歯車
部の撓みを極力防止し、内歯車部の歯車の噛み合い精度
を維持することができるという効果を奏する。

【００６３】請求項２の発明の感光体装置は、以上のよ
うに、内歯車部における幅方向の一端縁部にディスク面
が形成され、かつこのディスク面の外周近傍に内歯車部
における自由端の軸方向への撓みを防止するための補強
部材を内歯車部の形成方向とは反対側に筒状に突出して
形成しかつ補強部材の突出先端を内歯車部における平均
肉厚よりも薄く形成した内歯車付きフランジが、感光体
ドラムの端部に嵌合されている構成である。

【００６４】これにより、感光体ドラムに回転ムラ、ガ
タ、ロック又は負荷の増大等を招来することを防止する
ことができるという効果を奏する。

【００６５】請求項３の発明の感光体装置は、以上のよ
うに、請求項２記載の発明の感光体装置において、上記
補強部材は、内歯車部の外周面よりも小径に形成されて
いる構成である。

【００６６】これにより、内歯車を感光体ドラムに嵌合
させるときに、内歯車部の外周面のみを感光体ドラムの
内周面に当接させることが可能となる。

【００６７】したがって、感光体ドラムの内周面におけ
る嵌合部分の仕上げ加工幅を少なくすることができ、こ
れによって工数の低減及びコストの低減を図ることがで
きるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における感光体装置のフラン
ジの構造を示す断面図である。

【図２】上記感光体装置を備えた複写機を示す全体構造
図である。

【図３】上記感光体装置の駆動系を示す斜視図である。

【図４】上記フランジを感光体ドラムに嵌合させた状態
を示す断面図である。

【図５】上記フランジにおける内歯車部の構造を詳細に
示す要部拡大図である。

【図６】上記フランジにおける補強部材の構造を詳細に
示す要部拡大断面図である。

【図７】従来例を示すものであり、感光体装置の斜視図
である。

【図８】上記感光体装置における内歯車部の一部を切り
欠いて示す斜視図である。

【図９】他の従来例を示すものであり、感光体装置の一
部を切り欠いて示す斜視図である。

【図１０】さらに他の従来例を示すものであり、感光体
装置の断面図である。

【図１１】平板の中央に厚肉の垂下部を形成するときの
硬化収縮による撓みを説明するものであり、（ａ）は平
板の中央に厚肉の垂下部を形成した部材の斜視図、
（ｂ）はその部材の撓み状態を示す側面図である。

【図１２】上記感光体装置における内歯車部がフランジ
の中心方向に撓んだ状態を示す断面図である。

【符号の説明】

１４ 感光体ドラム ３０ フランジ（内歯車） ３１ 内歯車部 ３２ 内歯車支持部（ディスク面） ３３ 回転軸受部 ３４ 回転軸 ５０ 補強部材 ５１ 段差

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北畠 保男 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (72)発明者 門脇 英明 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (72)発明者 原田 吉和 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (56)参考文献 実開 昭57−49242（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 21/00 350 - 352 G03G 21/16 - 21/18 G03G 15/00 550 F16H 1/00 - 1/26

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内歯車部における幅方向の一端縁部にディ
   スク面が形成された内歯車付きフランジにおいて、 上記ディスク面の外周近傍には、内歯車部における自由
   端の軸方向への撓みを防止するための補強部材が、内歯
   車部の形成方向とは反対側に筒状に突出しかつ突出先端
   が内歯車部における平均肉厚よりも薄く形成されている
   ことを特徴とする内歯車付きフランジ。
2. 【請求項２】内歯車部における幅方向の一端縁部にディ
   スク面が形成され、かつこのディスク面の外周近傍に内
   歯車部における自由端の軸方向への撓みを防止するため
   の補強部材を内歯車部の形成方向とは反対側に筒状に突
   出して形成しかつ補強部材の突出先端を内歯車部におけ
   る平均肉厚よりも薄く形成した内歯車付きフランジが、
   感光体ドラムの端部に嵌合されていることを特徴とする
   感光体装置。
3. 【請求項３】上記補強部材は、内歯車部の外周面よりも
   小径に形成されていることを特徴とする請求項２記載の
   感光体装置。